光で触れる表示を作った研究 ^{CEFR B2}

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究チームは、光を用いて可視化すると同時に触覚を生み出す新しい表示技術を開発しました。成果は学術誌「Science Robotics」に掲載され、RE Touch Labのヨン・ヴィセル教授のもとで、マックス・リナンダーが博士課程の研究を主導しました。プロジェクトはリナンダーが2021年9月下旬に着任してから始まり、約一年の理論検証とコンピューターシミュレーションの後、実験室での試作へ進みました。

表示はミリメートルサイズの「オプトタクタイル」ピクセルの配列を使います。各ピクセルは薄いグラファイト膜で覆われた空洞を持ち、膜が光を吸収すると閉じ込められた空気が急速に加熱されて膨張します。その結果、ピクセルの上面が最大で1ミリメートル外側にたわみ、触知できる隆起が生じます。小型の走査レーザーが表面を高速で掃引しながら多数のピクセルを順に照射することで、等高線や動く形、文字などの動的グラフィックスが作られます。レーザーは照明と動力の両方を供給するため、配線や埋め込み電子は不要です。

研究チームは1,500を超える独立してアドレス可能なピクセルを備えた装置を実証し、ユーザーテストでは被験者が照明されたピクセルの位置をミリメートル単位で報告し、空間的・時間的パターンを識別できることが示されました。応用例としては次が挙げられます：

• 自動車やモバイル端末向けの高精細な視覚・触覚タッチスクリーン
• 触れることのできる挿絵を備えた電子書籍
• 複合現実向けの建築表面

ヴィセルは、この物理的な考え方には歴史的な先例があると指摘し、19世紀にアレクサンダー・グラハム・ベルらが太陽光と回転する刃を使って空気入り管で音を発生させた実験を紹介しています。